CN101737531A - 电子龙头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子龙头。描述了一种电子龙头(1)，至少包括：能够检测供给到所述龙头(1)的热水流(F_hot)和冷水流(F_cold)的参数的装置(31，32，33；41，42，43)；能够调节热水流(F_hot)和冷水流(F_cold)的传送的装置(34；44)；能够将由所述调节装置(34；44)传送的热水流(F_hot)和冷水流(F_cold)相混合的装置(5)；至少获取由所述检测装置(31，32，33；41，42，43)检测到的参数的值并对所述调节装置(34；44)进行驱动的逻辑单元(6)；以及能够与所述逻辑单元(6)进行对话的用户接口(2)。还描述了用于控制电子龙头(1)的方法。

Description

电子龙头

技术领域

本发明涉及包括逻辑单元的电子龙头(tap)，该逻辑单元能够响应于经由连接到该逻辑单元的接口单元逐个地发送(或存储)的特定请求来管理由所述龙头传送的水的特性(温度、流量、传送的时间和/或持续时间等)。

用户可以通过接口单元在任何时间修改或删除所存储的请求。

逻辑单元可以在考虑当局(和/或管理供水系统的主体)对传送的水的温度(例如，不超过38°)和/或其流率强加的任何限制的情况下对水的传送进行管理，以强制节省能量和/或限制消耗(例如，不超过50升/天每家庭)，以防止浪费在许多国家和/或在某些季节(例如在夏天)不足以(或可能不足以)满足大众需求的商品。

逻辑单元还能够检查龙头的正确操作，并将与龙头和龙头传送的物质有关的信息获取、存储并(可能)发送给中央管理单元，中央管理单元可能属于对安装有龙头的居住单元进行管理的家庭(domotics)系统。

背景技术

龙头被称为“电子的”，因为它们配备有能够仅当它们检测到用户的存在时才打开龙头的装置(光电检测器、靠近传感器等)，这种龙头在本领域是已知的。

此外，在市场上已经提出了允许通过操作电子控件来调节传送的水的上述特性中的至少一些特性的龙头；然而，与根据本发明实现的包括逻辑单元的电子龙头相比，现有技术的龙头不能全面解决与水的传送相关的问题。

发明内容

本发明的目的是要制造一种电子龙头，其没有现有技术的电子龙头所存在的局限性和缺点，该目的是通过具有在独立权利要求1中阐述的特性的电子龙头来实现的。

本发明的其他有利特性构成从属权利要求的主题。

根据本发明实现的一种电子龙头包括相互组合的：能够检测供给到所述龙头的热水流和冷水流的参数的装置；能够调节热水流和冷水流的传送的装置；能够将由所述调节装置传送的热水流和冷水流相混合的装置；能够至少获取由所述检测装置检测到的参数的值并对所述调节装置进行驱动的逻辑单元；以及适合于与所述逻辑单元进行对话的用户接口单元。

附图说明

现在将参照在附图中示出的示例性但是非限制性的实施例来描述本发明，在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实现的电子龙头的框图；

图2示意性地示出了能够图解说明对图1的电子龙头进行管理的逻辑单元的操作的流程图；以及

图3到7示意性地示出了在图2的流程图的情况下由逻辑单元执行的一些例程。

具体实施方式

在附图中，相似的要素由相同的标号来标识。

图1示意性地示出了根据本发明实现的电子龙头的优选实施例的框图，该电子龙头至少包括相互结合的：

-接口单元2，

-连接到热水流F_hot的源的连接器3和连接到冷水流F_cold的源的连接器4，

-检测来自连接器3的热水流F_hot的参数的装置(31，32，33)和检测来自连接器4的冷水流F_cold的参数的装置(41，42，43)，

-对热水流F_hot和冷水流F_cold的传送进行调节的装置(34，44)；

-能够将由调节装置(34，44)传送的热水流F_hot和冷水流F_cold相混合的装置5；以及

-逻辑单元6，其与接口单元2相通信，获取由检测装置(31，32，33；41，42，43)检测到的参数的值并驱动调节装置(34，44)。

检测装置(31，32，33；41，42，43)优选地检测热水流F_hot和冷水流F_cold的压力、流率以及温度；调节装置(34，44)包括由逻辑单元6优选地以线性方式驱动的电磁阀，混合装置5包括T连接器，该T连接器具有一个连接到冷水调节装置44的输出的输入，和另一连接到热水调节装置的输出的输入。

在不脱离本发明的范围的情况下，可以略去能够检测热水流F_hot和冷水流F_cold的压力的检测装置(31，41)。

混合装置5有利地还包括连接到逻辑单元6的输入的温度传感器，以允许逻辑单元6控制离开混合装置5的水流F_requ、F_hotrequ、F_coldrequ的温度，并驱动调节装置(34，44)以将所述温度保持或使所述温度变成用户通过接口单元2请求的值T_requ，或者在任意情况下将所述温度保持或使所述温度变成预设值。

将传统混合装置(cartridge)(其打开、闭合并将热水和冷水相混合)替换成由逻辑单元6控制的电磁阀(34，44)的事实证明是有利的，因为它允许逻辑单元6根据位于调节装置(34，44)的上游的传感器(31，32，33；41，42，43)和由混合装置5的温度传感器(如果存在的话)检测到的压力值、流率以及温度，对混合装置5传送的水流F_requ、F_hotrequ、F_coldrequ的流率和温度进行更精确的控制。

此外，基于检测装置(31，32，33；41，42，43)检测到的值，逻辑单元6可以拾取出提供给龙头1的水的任何异常，并将它们用信号发送给管理单元(如果存在的话)，并且，如果规定或要求的话，经由接口单元2发送给用户。

优选的是，逻辑单元6包括存储器，该存储器用于实时地存储并更新与水的消耗(瞬时的、每日的、每周的、每月的)和用于水加热的卡路里(calory)有关的数据。如果希望的话，用户可以在用户接口2上显示上述数据。

如果龙头1与淋浴装置相关联，那么设置用于延迟从淋浴头传送请求的温度的请求水流的系统。这有利地允许避免用户在水达到请求的温度之前接触水。

更具体来说，用户选择期望的温度的期望的水流，并且逻辑单元6按约10秒的延迟打开电磁阀34、44。当水达到期望的温度时，逻辑单元6将电磁阀34、44闭合，从而允许用户进入淋浴箱(shower box)。此时，用户可以再次致动淋浴头，此时淋浴头将传送期望的温度的水流。

类似于现有技术的“电子”龙头，龙头1还可以包括连接到逻辑单元6的装置(光电检测器等)，该装置仅当它们检测到用户的存在时才允许传送水。

逻辑单元6还可以与家庭系统相连接和/或驱动用于进行身体疗养(水按摩、色光疗法、音乐疗法等)的可选系统，在此未对这些家庭系统和可选系统进行描述，因为它们本身是已知的；在图中，由模块7示意性地表示可能的管理单元、可能的家庭系统和可能的可选系统。

有利的是，可以将离开混合装置5的水同时或者相继地送给用标号9整体表示的多个传送出口：为此，在每个传送出口的上游都存在由逻辑单元6来驱动的电磁阀；在图中，用标号8整体表示这些电磁阀。

仅仅作为非限制性示例，

-如果龙头1与浴盆相关联，那么驱动电磁阀8的逻辑单元6可以使离开混合装置5的水被浴盆充水出口和/或淋浴管传送，和/或被从水按摩喷嘴传送；

-如果龙头1与淋浴装置相关联，那么驱动电磁阀8的逻辑单元6可以使离开混合装置5的水被淋浴头和/或淋浴管和/或水按摩喷嘴传送。

图2示意性地示出了能够图解说明逻辑单元6的操作的可能的流程图。

在初始化步骤(步骤0)之后，逻辑单元6按有序的方式执行至少以下步骤：

-从用户接口2接收(步骤1)传送期望的温度T_requ的水流F_requ的请求；

-打开(步骤2)用于调节热水流F_hot和冷水流F_cold的流率的电磁阀34、44；

-获取(步骤3)由用于检测热水流F_hot和冷水流F_cold的流率和温度的装置32、33；42、43检测到的参数值；

-基于在步骤3中获得的参数值，检查(步骤4)在步骤1中接收到的请求是否实际上是传送水流F_requ的请求；

-如果不是(F_requ＝0)，那么关闭(步骤5)电磁阀34、44并返回到步骤1；

-相反(F_requ≠0)，检查(步骤6、11)是要求传送热水流F_hotrequ还是冷水流(F_coldrequ)还是这两者；

-如果要求只传送冷水流F_coldrequ(T_requ＝0)，那么执行至少以下步骤：

-关闭(步骤7)电磁阀34；

-检查(步骤8)所传送的冷水流F_cold是否大于所要求的冷水流F_coldrequ，若是，则驱动(步骤9)电磁阀44以减小它，并返回步骤1，否则，驱动(步骤10)电磁阀44以增大它，并返回步骤1；

-如果要求只传送热水流F_hotrequ(T_requ≠0；T_requ＝X，X是预设值)，那么执行至少以下步骤：

-关闭(步骤12)电磁阀44；

-检查(步骤13)所传送的热水流F_hot是否大于所要求的热水流F_hotrequ，若是，则驱动(步骤14)电磁阀34以减小它，并返回步骤1，否则，驱动(步骤15)电磁阀34以增大它；并返回步骤1；

-如果要求传送混合水流F_requ(T_requ≠0；T_requ≠X，X是预设值)，以执行至少以下步骤：

-计算(步骤16)为了获得期望的温度T_requ而要传送的热水流F_hotcalc和冷水流F_coldcalc；

-检查(步骤17)冷水流F_cold是否大于所计算出的冷水流F_coldcalc，若是，则驱动(步骤18)电磁阀44以减小它，否则，驱动(步骤19)电磁阀44以增大它；

-检查(步骤220)热水流F_hot是否大于所计算出的热水流F_hotcalc，若是，则驱动(步骤21)电磁阀34以减小它，否则，驱动(步骤22)电磁阀34以增大它；

-返回到步骤1。

优选的是，在步骤16中，根据以下公式来执行对为了获得期望的温度(T_requ)而要传送的热水流F_hotcalc和冷水流F_coldcalc的计算：

$\frac{T_{\mathrm{hot}}\×F_{\mathrm{hot}}+T_{\mathrm{cold}}\×F_{\mathrm{cold}}}{F_{\mathrm{requ}}}=T_{\mathrm{requ}}$

图3示出了在步骤3的下游由逻辑单元6执行的可能的错误例程30的流程图。该例程30包括至少以下步骤：

-检查(步骤31)是否要求了热水流F_hotrequ的传送，若是(F_hotrequ＞0)，则检查(步骤32)用于检测热水流F_hot的流率的装置32是否未检测到它，以及

-若是(F_hot＝0)，则检查(步骤34)检测装置32发出的脉冲的周期是否小于预设值，若是，则产生给用户的错误信号(步骤35)，否则进行到步骤36；

-相反(F_hot≠0)，则驱动(步骤33)电磁阀34并进行到步骤34；

-检查(步骤36)是否要求了冷水流F_coldrequ的传送，若是(F_coldrequ＞0)，则检查(步骤37)用于检测冷水流F_cold的流率的装置42是否未检测到它，以及

-若是(F_cold＝0)，则检查(步骤39)检测装置42发出的脉冲的周期是否小于预设值，若是，则产生给用户的错误信号(步骤300)，否则进行到步骤301；

-相反(F_cold≠0)，则驱动(步骤38)电磁阀44并进行到步骤39。

如果在电子龙头1中设置有用于检测热水流F_hot和冷水流F_cold的压力的装置31、41，则例程30还包括至少以下步骤：

-检查(步骤302)检测装置41对冷水流F_cold检测到的压力是否大于预设值，若是，则产生(303)用户警报；

-相反，则检查(步骤304)检测装置31对热水流F_hot检测到的压力是否大于预设值，若是，则产生(305)用户警报；

-否则，返回到步骤3。

图4示出了在步骤21、22的下游由逻辑单元6执行的可能的检查混合水流的温度的例程40的流程图。该例程40包括至少以下步骤：

-检查(步骤41)冷水流F_cold的温度T_cold是否大于要求的温度T_requ，若是，则关闭电磁阀34并驱动电磁阀44以获得(步骤42)所要求的水流F_requ，然后返回到步骤3；

-相反，则检查(步骤43)热水流F_hot的温度T_hot是否低于要求的温度T_requ，若是，则关闭电磁阀44并驱动用于调节热水流F_hot的电磁阀34，以获得(步骤44)所请求的水流F_requ，然后返回到步骤3；相反则返回到步骤16。

如果热水和/或冷水不足以传送用户请求的水流，那么逻辑单元6执行用于控制热水流F_hot和冷水流F_cold的可用性的例程70，如图5所示。该例程70包括至少以下步骤：

-检查(步骤71)热水流F_hot是否不可用，若是，则减小(步骤72)所要求的水流F_requ并返回到步骤3；

-相反，则检查(步骤73)冷水流F_cold是否不可用，若是，则减小(步骤72)所要求的水流F_requ并返回到步骤3。

图6示意性地示出了在所述流的检测装置(32，42)包括通过旋转来产生脉冲序列的小螺旋桨(propeller)的情况下测量该流的中断例程50。

当它接收到这些脉冲中的一个(优选的是与所述脉冲的前沿中的一个相吻合的脉冲)时，逻辑单元6：

-中断(步骤51)正在运行的程序的执行；

-获取(步骤52)先前存储的脉冲序列的周期；

-重新计算(步骤53)脉冲序列的周期；

-计算(步骤54)作为重新计算出的脉冲序列的周期(步骤53)的函数的流量；

-存储(步骤55)重新计算出的脉冲序列的周期；

-恢复(步骤56)对中断的程序的执行。

图6示意性地示出了将由温度检测装置(33，43)生成的模拟信号转换成数字形式的中断例程60。

当它接收到这些模拟信号中的一个时，逻辑单元6：

-中断(步骤61)对正在运行的程序的执行；

-计算(步骤62)接收到的模拟信号的平均值；

-通过专门提供的转换表将所述平均值转换成(步骤63)数字值，并获得该数字值；

-恢复(步骤64)对被中断的程序的执行。

在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可以在通常的经验和技术的自然演变的提示下对前述电子龙头进行修改。

Claims (17)

1.一种电子龙头(1)，其特征在于它至少包括相互组合的

-能够检测供给到所述龙头(1)的热水流(F_hot)和冷水流(F_cold)的参数的装置(32，33；42，43)，

-能够调节热水流(F_hot)和冷水(F_cold)的传送的装置(34；44)，

-能够将由所述调节装置(34；44)传送的热水(F_hot)和冷水流(F_cold)相混合的装置(5)，

-能够至少获取由所述检测装置(32，33；42，43)检测到的参数的值并对所述调节装置(34；44)进行驱动的逻辑单元(6)，以及

-能够与所述逻辑单元(6)进行对话的用户接口(2)。

2.根据权利要求1所述的电子龙头(1)，其特征在于所述检测装置(32，33；42，43)检测热水和冷水的流率和温度。

3.根据权利要求1所述的电子龙头(1)，其特征在于它还包括能够检测热水和冷水的压力的装置(31；41)，以及所述逻辑单元(6)还获取由所述检测装置(31；41)检测到的值以对所述调节装置(34；44)进行驱动。

4.根据权利要求1所述的电子龙头(1)，其特征在于所述调节装置(34；44)是由所述逻辑单元(6)驱动的电磁阀。

5.根据权利要求1所述的电子龙头(1)，其特征在于所述混合装置(5)包括T连接器，该T连接器具有一个与冷水的调节装置(44)的输出相连接的输入，和另一与热水的调节装置(34)的输出相连接的输入。

6.根据权利要求1所述的电子龙头(1)，其特征在于所述混合装置(5)还包括与所述逻辑单元(6)的输入相连接的温度传感器。

7.根据前述权利要求中的至少一项权利要求所述的电子龙头(1)，其特征在于它还包括在所述混合装置(5)的输出处彼此并联连接的多个传送出口(9)，以及在各传送出口(9)的上游存在由所述逻辑单元(6)驱动的电磁阀(8)。

8.根据前述权利要求中的至少一项权利要求所述的电子龙头(1)，其特征在于所述逻辑单元(6)还能够与中央驱动单元和/或家庭系统相连接，并且/或者还能够驱动用于进行身体疗养的可选系统。

9.根据前述权利要求中的至少一项权利要求所述的电子龙头(1)，其特征在于所述流率检测装置(32；42)包括小螺旋桨，该小螺旋桨通过旋转来产生被发送给所述逻辑单元(6)的脉冲序列，以及所述温度检测装置(33，43)产生被发送给所述逻辑单元(6)的模拟信号。

10.一种用于对根据权利要求1到7中的任一项所述的电子龙头(1)进行控制的方法，包括在所述逻辑单元(6)处的至少以下步骤：

-从所述用户接口(2)接收(步骤1)传送期望的温度(T_requ)的水流(F_requ)的请求；

-打开(步骤2)用于调节热水流(F_hot)和冷水流(F_cold)的流率的电磁阀(34；44)；

-获取(步骤3)由用于检测热水流(F_hot)和冷水流(F_cold)的流率和温度的装置(32，33；42，43)检测到的参数值；

-基于在步骤3中获得的参数值，检查(步骤4)在步骤1中接收到的请求是否实际上是传送水流(F_requ)的请求；

-如果不是(F_requ＝0)，那么关闭(步骤5)所述电磁阀(34；44)并返回到步骤1；

-相反(F_requ≠0)，检查(步骤6，11)是否要求了对热水流(F_hotrequ)或冷水流(F_coldrequ)或这两者的传送；

-如果仅要求了对冷水流(F_coldrequ)的传送(T_requ＝0)，那么执行至少以下步骤：

-关闭(步骤7)所述电磁阀(34)；

-检查(步骤8)所传送的冷水流(F_cold)是否大于所要求的冷水流(F_coldrequ)，如果是，那么驱动(步骤9)相关联的电磁阀(44)以减小它，并返回到步骤1，相反，则驱动(步骤10)相关联的电磁阀(44)以增大它；并返回到步骤1；

-如果仅要求了对热水流(F_hotrequ)的传送(T_requ≠0；T_requ＝X)，那么执行至少以下步骤：

-关闭(步骤12)所述电磁阀(44)；

-检查(步骤13)所传送的热水流(F_hot)是否大于所要求的热水流(F_hotrequ)，如果是，那么驱动(步骤14)相关联的电磁阀(34)以减小它，并返回到步骤1，相反，则驱动(步骤15)相关联的电磁阀(34)以增大它；并返回到步骤1；

-如果要求了对混合水流(F_requ)的传送(T_requ≠0；T_requ≠X)，那么执行至少以下步骤：

-计算(步骤16)为了获得期望的温度(T_requ)而要传送的热水流(F_hotcalc)和冷水流(F_coldcalc)；

-检查(步骤17)冷水流(F_cold)是否大于所计算出的冷水流(F_coldcalc)，如果是，那么驱动(步骤18)相关联的电磁阀(44)以减小它，否则驱动(步骤19)相关联的电磁阀(44)以增大它；

-检查(步骤20)热水流(F_hot)是否大于所计算出的热水流(F_hotcalc)，如果是，那么驱动(步骤21)相关联的电磁阀(34)以减小它，否则驱动(步骤22)相关联的电磁阀(34)以增大它；

-返回到步骤1。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤16中，根据以下公式来执行对为了获得期望的温度(T_requ)而要传送的热水流(F_hotcalc)和冷水流(F_coldcalc)的计算：

$\frac{T_{\mathrm{hot}}\×F_{\mathrm{hot}}+T_{\mathrm{cold}}\×F_{\mathrm{cold}}}{F_{\mathrm{requ}}}=T_{\mathrm{requ}}$

12.根据权利要求10或11所述的方法，在步骤3的下游还包括用于控制错误的例程(30)，该例程(30)包括至少以下步骤：

-检查(步骤31)是否要求了对热水流(F_hotrequ)的传送，如果是(F_hotrequ＞0)，那么检查(步骤32)用于检测热水流(F_hot)的流率的装置(32)是否未检测到它，以及

-如果是(F_hot＝0)，那么检查(步骤34)由所述检测装置(32)发出的脉冲的周期是否小于预设值，如果是，那么生成给用户的错误信号(步骤35)，否则进行到步骤36；

-相反(F_hot≠0)，则驱动(步骤33)相关联的电磁阀(34)并进行到步骤34；

-检查(步骤36)是否要求了对冷水流(F_coldrequ)的传送，如果是(F_coldrequ＞0)，那么检查(步骤37)用于检测冷水流(F_cold)的流率的装置(42)是否未检测到它，以及

-如果是(F_cold＝0)，那么检查(步骤39)由所述检测装置(42)发出的脉冲的周期是否小于预设值，如果是，那么生成给用户的错误信号(步骤300)，否则进行到步骤301；

-相反(F_cold≠0)，则驱动(步骤38)相关联的电磁阀(44)并进行到步骤39。

13.根据权利要求10到12中的任一项所述的方法，在步骤36的下游还包括执行至少以下步骤：

-检查(步骤301)是否用于检测热水流(F_hot)和冷水流(F_cold)的压力的装置(31；41)，如果是：

-检查(步骤302)由所述检测装置(41)对冷水流(F_cold)检测到的压力是否大于预设值，如果是，那么产生(303)用户警报；

-相反，则检查(步骤304)由所述检测装置(31)对热水流(F_hot)检测到的压力是否大于预设值，如果是，那么产生(305)用户警报；

-否则，返回到步骤3。

14.根据权利要求10到13中的任一项所述的方法，在步骤21、22的下游还包括执行用于控制混合水的温度的例程(40)，这种例程(40)包括至少以下步骤：

-检查(步骤41)冷水流(F_cold)的温度(T_cold)是否大于要求的温度(T_requ)，如果是，那么关闭用于调节热水流(F_hot)的电磁阀(34)并驱动用于调节冷水流(F_cold)的电磁阀(44)以获得(步骤42)所请求的水流(F_requ)，然后返回到步骤3；

-相反，则检查(步骤43)热水流(F_hot)的温度(T_hot)是否低于要求的温度(T_requ)，如果是，那么关闭用于调节冷水流(F_cold)的电磁阀(44)并驱动用于调节热水流(F_hot)的电磁阀(34)以获得(步骤44)所请求的水流(F_requ)，然后返回到步骤3；相反，则返回到步骤16。

15.根据权利要求10到14中的任一项所述的方法，在混合步骤16的下游还包括执行用于控制热水流(F_hot)和冷水流(F_cold)的可用性的例程(70)，这种例程(70)包括至少以下步骤：

-检查(步骤71)热水流(F_hot)是否不可用，如果是，那么减小(步骤72)所要求的水流(F_requ)并返回到步骤3；

-相反，检查(步骤73)冷水流(F_cold)是否不可用，如果是，那么减小(步骤72)所要求的水流(F_requ)并返回到步骤3。

16.根据权利要求10到15中的任一项所述的方法，其特征在于，当它接收到所述脉冲中的一个时，所述逻辑单元(6)：

-中断(步骤51)对正在运行的程序的执行；

-获取(步骤52)先前存储的脉冲的序列的周期；

-重新计算(步骤53)脉冲序列的周期；

-计算(步骤54)作为重新计算出的脉冲序列的周期(步骤53)的函数的流量；

-存储(步骤55)重新计算出的脉冲序列的周期；

-恢复(步骤56)对中断的程序的执行。

17.根据权利要求10到16中的任一项所述的方法，其特征在于，当它接收到所述模拟信号中的一个时，所述逻辑单元(6)：

-中断(步骤61)对正在运行的程序的执行；

-计算(步骤62)接收到的模拟信号的平均值；

-通过专门提供的转换表将所述平均值转换成(步骤63)数字值，并获得该数字值；

-恢复(步骤64)对被中断的程序的执行。

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